JP5823168B2

JP5823168B2 - 通信モジュール

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Inventors: 堤　潤; 潤堤
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Description

本発明は、通信モジュールに関する。

近年、携帯電話機に代表される無線通信機器のマルチバンド化およびシステム化が進み、例えば１台の携帯電話機に複数の無線装置が搭載されるようになっている。例えば複数の周波数帯をカバーする携帯電話機が知られており、この携帯電話機には、複数の周波数帯をカバーするために、複数の分波器および複数の受信フィルタが搭載されている。

例えば特許文献１に、２つの分波器を搭載したモジュールが開示されており、特許文献１の図１２には、２つの分波器の受信端子のうちローノイズアンプと電気的に接続する受信端子を、外部スイッチで切り換える構成が開示されている。また、例えば特許文献２に、２つの分波器を搭載し、２つの分波器それぞれのアンテナ端子を共通化したモジュールが開示されている。

特開２０００−３４９５８６号公報特開２０１０−４５５６３号公報

複数の周波数帯をカバーする携帯電話機では、受信フィルタや分波器の部品点数が多くなり、また受信端子の数も多くなるため、それらを接続する配線が増え、配線の引回しが複雑化することが生じている。また、近年においては、受信フィルタや分波器の受信端子が接続するＲＦトランシーバＩＣ内の受信回路を差動回路で形成することが多くなっている。この場合、受信フィルタや分波器の受信端子数は、１つの受信帯域に対して２つ設けられることとなる。このため、受信端子の数がより多くなり、配線の引回しがより複雑化する。

さらに、最近ではＬＴＥ（Long Term Evolution）システムの稼動も始まっており、ＬＴＥ方式では独自の周波数帯を使用することも多く、１台の携帯電話機でカバーすべき周波数帯がさらに増加する。このため、受信フィルタや分波器の受信端子数がさらに増加し、配線の引回しがさらに複雑化する。

このような課題を解決する方法として、分波器や受信フィルタをチューナブル化することが考えられるが、例えば分波器や受信フィルタに弾性波フィルタを使用する場合は、チューナブル化は非常に困難である。また、１つのパワーアンプやローノイズアンプで、複数の周波数帯全てに対応するのも困難である。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、複数の周波数帯で用いることが可能であると共に、受信端子数を削減することが可能な通信モジュールを提供することを目的とする。

本発明は、アンテナ端子と受信端子との間に接続され、受信帯域がそれぞれ異なる複数の受信フィルタと、前記複数の受信フィルタのうち少なくとも２つの受信フィルタに共通に接続され、前記少なくとも２つの受信フィルタのうちの一つの受信フィルタの受信帯域を通過させる場合には、前記少なくとも２つの受信フィルタのうちの他の受信フィルタの受信帯域を抑圧域とする受動回路と、を備え、前記少なくとも２つの受信フィルタは、いずれもダブルモード結合型の弾性表面波フィルタであり、前記少なくとも２つの受信フィルタそれぞれの前記受信端子は、前記受動回路を介して共通化され、前記受動回路は１つのインダクタのみで構成され、前記１つのインダクタは前記少なくとも２つの受信フィルタと前記受信端子との間のノードとグランドとの間に接続されていることを特徴とする通信モジュールである。本発明によれば、共通化された受信端子に接続される受信フィルタを、受動回路により周波数帯によって切り換えることができ、受信端子数を削減することが可能となる。これにより、配線の引回しの複雑さを軽減できる。

上記構成において、前記アンテナ端子と送信端子との間に接続され、送信帯域がそれぞれ異なる複数の送信フィルタを有し、前記複数の受信フィルタと前記複数の送信フィルタとで複数の分波器を構成する構成とすることができる。

上記構成において、前記受動回路は、前記複数の受信フィルタのうち近接した受信帯域を有する受信フィルタに共通に接続されていて、前記近接した受信帯域を有する受信フィルタそれぞれの前記受信端子は、前記受動回路を介して共通化されている構成とすることができる。この構成によれば、配線の引回しの複雑さをより軽減できると共に、受信性能の向上を図ることができる。

上記構成において、前記受動回路として、前記複数の受信フィルタのうち近接した受信帯域を有する第１受信フィルタと第２受信フィルタに共通に接続された第１受動回路と、前記複数の受信フィルタのうち近接した受信帯域を有する第３受信フィルタと第４受信フィルタに共通に接続された第２受動回路と、を含み、前記第１受信フィルタと前記第２受信フィルタそれぞれの前記受信端子は、前記第１受動回路を介して共通化され、前記第３受信フィルタと前記第４受信フィルタそれぞれの前記受信端子は、前記第２受動回路を介して共通化されている構成とすることができる。

上記構成において、前記複数の受信フィルタそれぞれは、２つの受信端子を有する差動型フィルタである構成とすることができる。この構成によれば、受信端子を共通化することによる受信端子数の削減効果が大きくなる。

上記構成において、前記複数の送信フィルタそれぞれの前記送信端子は、別々に設けられている構成とすることができる。

本発明によれば、共通化された受信端子に接続される受信フィルタを、受動回路により周波数帯によって切り換えることができ、受信端子数を削減することが可能となる。

図１は、比較例１に係る通信モジュールと比較例２に係る通信モジュールを用いた携帯電話機の無線部を示すブロック図の例である。図２は、差動回路で受信回路を構成するＲＦトランシーバＩＣを用いた携帯電話機の無線部を示すブロック図の例である。図３は、受信フィルタで構成された通信モジュールのブロック図の例である。図４は、分波器で構成された通信モジュールのブロック図の例である。図５は、実施例１に係る通信モジュールの回路構成の例である。図６は、第１受信フィルタおよび第２受信フィルタを示す上面図の例である。図７は、実施例１に係る通信モジュールの第１受信フィルタと第２受信フィルタの通過特性を示す図である。図８は、第１受信フィルタと第２受信フィルタを単体で個別に通過特性を測定する場合の構成を示すブロック図の例である。図９は、図７の受信帯域を拡大した図である。図１０は、実施例１に係る通信モジュールを用いた無線受信部の構成を示すブロック図の例である。図１１は、実施例１の変形例１に係る通信モジュールを用いた無線受信部の構成を示すブロック図の例である。図１２は、実施例１の変形例２に係る通信モジュールを用いた無線受信部の構成を示すブロック図の例である。図１３は、差動型フィルタである受信フィルタを備えた実施例１に係る通信モジュールを用いた無線受信部の構成を示すブロック図の例である。図１４は、整合回路の変形例１の回路構成の例である。図１５は、整合回路の変形例２の回路構成の例である。図１６は、実施例２に係る通信モジュールの回路構成の例である。図１７は、第１送信フィルタと第２送信フィルタを示す上面図の例である。図１８は、実施例２に係る通信モジュールの第１分波器と第２分波器の通過特性を示す図である。図１９は、アンテナ−受信端子間の通過特性について、実施例２に係る通信モジュールと、第１分波器と第２分波器を単体で個別に測定した場合と、で比較した図である。図２０は、図１９の受信帯域を拡大した図である。図２１は、実施例２に係る通信モジュールを用いた無線部の構成を示すブロック図の例である。図２２は、実施例２の変形例１に係る通信モジュールを用いた無線部の構成を示すブロック図の例である。図２３は、アンテナスイッチが搭載された実施例２の変形例１に係る通信モジュールを用いた無線部の構成を示すブロック図の例である。図２４は、パワーアンプが搭載された実施例２の変形例１に係る通信モジュールを用いた無線部の構成を示すブロック図の例である。図２５は、マルチバンドパワーアンプを搭載した実施例２の変形例１に係る通信モジュールを用いた無線部の構成を示すブロック図の例である。

まず初めに、比較例について説明する。図１は、比較例１に係る通信モジュールと比較例２に係る通信モジュールを用いた携帯電話機の無線部を示すブロック図の例であり、４つの周波数帯をカバーする携帯電話機の場合の例である。図１を参照して、携帯電話機の無線部は、メインアンテナ３０２と、メインアンテナ３０２を補完する受信ダイバーシティアンテナ３０４を有する。メインアンテナ３０２には、メインアンテナ用スイッチ３０６を介して、比較例１に係る通信モジュール３１０が接続されている。受信ダイバーシティアンテナ３０４には、受信ダイバーシティ用スイッチ３０８を介して、比較例２に係る通信モジュール３３０が接続されている。

比較例１に係る通信モジュール３１０には、４つの周波数帯をカバーするために、４つの分波器３１２が設けられている。４つの分波器３１２はそれぞれアンテナ端子３１４を介してメインアンテナ用スイッチ３０６に接続している。これにより、メインアンテナ用スイッチ３０６にて、４つの分波器３１２の中からメインアンテナ３０２と電気的に接続する分波器３１２の切り換えを行うことができる。

分波器３１２を構成する送信フィルタ３１６にはパワーアンプ３２０が接続されている。４つの分波器３１２の送信フィルタ３１６はそれぞれ送信端子３２２を介してＲＦトランシーバＩＣ３４０に接続している。４つの分波器３１２を構成する受信フィルタ３１８はそれぞれメイン受信端子３２４を介してＲＦトランシーバＩＣ３４０内のローノイズアンプ３４２に接続している。

比較例２に係る通信モジュール３３０は、４つの周波数帯をカバーするために、４つの受信フィルタ３３２が設けられている。４つの受信フィルタ３３２はそれぞれアンテナ端子３３４を介して受信ダイバーシティ用スイッチ３０８に接続している。これにより、受信ダイバーシティ用スイッチ３０８にて、４つの受信フィルタ３３２の中から受信ダイバーシティアンテナ３０４と電気的に接続する受信フィルタ３３２の切り換えを行うことができる。また、４つの受信フィルタ３３２はそれぞれ受信ダイバーシティ端子３３６を介してＲＦトランシーバＩＣ３４０内のローノイズアンプ３４２に接続している。

ここで、４つの周波数帯の例として、例えばＢａｎｄ１（送信帯域：１９２０−１９８０ＭＨｚ、受信帯域：２１１０−２１７０ＭＨｚ）、Ｂａｎｄ２（送信帯域：１８５０−１９１０ＭＨｚ、受信帯域：１９３０−１９９０ＭＨｚ）、Ｂａｎｄ５（送信帯域：８２４−８４９ＭＨｚ、受信帯域：８６９−８９４ＭＨｚ）、Ｂａｎｄ８（送信帯域：８８０−９１５ＭＨｚ、受信帯域：９２５−９６０ＭＨｚ）が挙げられる。

図１で説明した携帯電話機の無線部では、４つの周波数帯をカバーするために、比較例１に係る通信モジュール３１０には４つの分波器３１２が設けられ、比較例２に係る通信モジュール３３０には４つの受信フィルタ３３２が設けられている。そして、４つの分波器３１２それぞれの受信フィルタ３１８はそれぞれメイン受信端子３２４を介してＲＦトランシーバＩＣ３４０に接続している。４つの受信フィルタ３３２はそれぞれ受信ダイバーシティ端子３３６を介してＲＦトランシーバＩＣ３４０に接続している。このように、図１で説明した携帯電話機の無線部では、分波器と受信フィルタの受信端子の数が多く、配線の引回しが複雑化してしまう。

次に、差動回路で受信回路を構成するＲＦトランシーバＩＣを用いた携帯電話機の場合を説明する。図２は、差動回路で受信回路を構成するＲＦトランシーバＩＣを用いた携帯電話機の無線部を示すブロック図の例である。図２を参照して、４つの分波器３１２それぞれの受信フィルタ３１８はそれぞれ２つのメイン受信端子３２４を介してＲＦトランシーバＩＣ３４０に接続している。４つの受信フィルタ３３２はそれぞれ２つの受信ダイバーシティ端子３３６を介してＲＦトランシーバＩＣ３４０に接続している。その他の構成は図１と同じであるため、ここでは説明を省略する。図２のように差動回路を用いる場合、分波器と受信フィルタの受信端子の数が２倍となり、配線の引回しがより複雑化してしまう。

そこで、上記事情を鑑みて、カバーする周波数帯を減らすことなく、分波器や受信フィルタの受信端子数を削減することができ、配線の引回しの複雑さを軽減することが可能な通信モジュールについて説明する。

まず、図３と図４を用いて、本発明の原理を説明する。ここでは、説明の簡略化のために、２つの周波数帯をカバーする通信モジュールの例を説明する。図３は、受信フィルタで構成された通信モジュールのブロック図の例である。図３を参照して、通信モジュール１０は、アンテナ端子１１と受信端子１２との間に、第１の周波数帯用の第１受信フィルタ１３と、第２の周波数帯用の第２受信フィルタ１４と、第１受信フィルタ１３と第２受信フィルタ１４に共通に接続された整合回路１５と、が接続されている。第１受信フィルタ１３と第２受信フィルタ１４はそれぞれ別のアンテナ端子１１に接続している。第１受信フィルタ１３と第２受信フィルタ１４の受信端子は、整合回路１５を介して共通化されて、１つの受信端子１２となっている。

図４は、分波器で構成された通信モジュールのブロック図の例である。図４を参照して、通信モジュール２０は、アンテナ端子１１と受信端子１２および送信端子２５との間に、第１の周波数帯用の第１分波器２１と、第２の周波数帯用の第２分波器２２と、整合回路１５と、が接続されている。第１分波器２１と第２分波器２２はそれぞれ別のアンテナ端子１１に接続している。第１分波器２１は、第１の周波数帯用の第１受信フィルタ１３と第１送信フィルタ２３とで構成され、第２分波器２２は、第２の周波数帯用の第２受信フィルタ１４と第２送信フィルタ２４とで構成されている。整合回路１５は、第１受信フィルタ１３と第２受信フィルタ１４に共通に接続されていて、第１受信フィルタ１３と第２受信フィルタ１４の受信端子は、整合回路１５を介して共通化されて、１つの受信端子１２となっている。第１送信フィルタ２３と第２送信フィルタ２４はそれぞれ別の送信端子２５に接続している。

ここで、整合回路１５の役割を説明する。整合回路１５は、受信端子１２から見た場合に、第１の周波数帯では、第１の周波数帯用の第１受信フィルタ１３とのインピーダンス整合がとれ、第２の周波数帯用の第２受信フィルタ１４とのインピーダンスがほぼ開放状態となり、第２の周波数帯では、第１の周波数帯用の第１受信フィルタ１３とのインピーダンスがほぼ開放状態となり、第２の周波数帯用の第２受信フィルタ１４とのインピーダンス整合がとれるようにする受動回路である。これにより、受信端子１２に電気的に接続される受信フィルタを切り換えることが可能となる。つまり、整合回路１５は、第１受信フィルタ１３の受信帯域である第１の周波数帯を通過させる場合には、第２受信フィルタ１４の受信帯域である第２の周波数帯を抑圧域とし、第２受信フィルタ１４の受信帯域である第２の周波数帯を通過させる場合には、第１受信フィルタ１３の受信帯域である第１の周波数帯を抑圧域とする。

図３および図４に示した通信モジュールでは、第１受信フィルタ１３と第２受信フィルタ１４の受信端子が、整合回路１５を介して共通化されて、１つの受信端子１２となっている。これにより、第１受信フィルタ１３と第２受信フィルタ１４の受信端子がそれぞれ別々に設けられている場合に比べて、受信端子の数を半減することができ、配線の引回しの複雑さを軽減できる。また、整合回路１５を受動回路で構成しているため、新たに制御用の端子を設けなくて済む。さらに、受信端子１２が、第１の周波数帯および第２の周波数帯をカバーする１つのローノイズアンプと接続される場合、受信端子１２とローノイズアンプとの間の配線を１本にすることができる。これによって、配線の引回しの複雑さをより軽減できる。また、ローノイズアンプは、通常、ＲＦトランシーバＩＣ内に設けられることから、ＲＦトランシーバＩＣの入力端子の数も削減することができる。

また、受信信号は微弱であるため、ノイズを低減することが求められている。図３および図４に示した通信モジュールでは、受信信号が伝搬する配線を減らすことができるため、受信信号はノイズを拾い難くなる。つまり、第１受信フィルタ１３と第２受信フィルタ１４の受信端子を、整合回路１５を介して共通化させることで、受信信号に乗るノイズを低減することができる。なお、アンテナ端子１１に関しては、現在、低損失なアンテナスイッチを入手することが可能であり、アンテナスイッチを使用して切り換えが可能であるため、共通化をしていない。

以下に、上述した原理を用いた本発明の通信モジュールの実施例について説明する。

実施例１では、Ｂａｎｄ１（受信帯域：２１１０−２１７０ＭＨｚ）用の受信フィルタと、Ｂａｎｄ２（受信帯域：１９３０−１９９０ＭＨｚ）用の受信フィルタと、を有する通信モジュールの例を説明する。図５は、実施例１に係る通信モジュールの回路構成の例である。図５を参照して、実施例１に係る通信モジュール１００は、Ｂａｎｄ１用の第１受信フィルタ３０と、Ｂａｎｄ２用の第２受信フィルタ３１と、第１受信フィルタ３０と第２受信フィルタ３１に共通に接続された整合回路３２と、を有する。Ｂａｎｄ１用のアンテナ端子とＢａｎｄ２用のアンテナ端子は別々に設けられており、第１受信フィルタ３０はＢａｎｄ１用のアンテナ端子３３に接続され、第２受信フィルタ３１はＢａｎｄ２用のアンテナ端子３３に接続されている。第１受信フィルタ３０と第２受信フィルタ３１の受信端子は、整合回路３２を介して共通化されて、１つの受信端子３４となっている。

図６は、第１受信フィルタ３０および第２受信フィルタ３１を示す上面図の例である。図６を参照して、第１受信フィルタ３０および第２受信フィルタ３１は、例えばＬＴやＬＮなどの圧電基板上に、弾性波伝搬方向に櫛型電極３５が３つ並んで配置され、その両側に反射器３６が設けられた、ダブルモード結合型の弾性表面波フィルタを用いて構成されている。櫛型電極３５と反射器３６は、例えばＡｌやＣｕを主体として形成される。

図５に戻り、アンテナ端子３３は例えば５０Ωに、受信端子３４は例えば１００Ωに設計されている。整合回路３２は、並列に接続されたインダクタ３８と、直列に接続されたキャパシタ３９と、で構成されており、並列インダクタ３８と直列キャパシタ３９とが、第１受信フィルタ３０と第２受信フィルタ３１それぞれに接続されている。第１受信フィルタ３０に接続されたインダクタ３８のインダクタンスは４２ｎＨで、２ＧＨｚでのＱ値は４０であり、キャパシタ３９の容量は３ｐＦで、２ＧＨｚでのＱ値は１００である。第２受信フィルタ３１に接続されたインダクタ３８のインダクタンスは３３ｎＨで、２ＧＨｚでのＱ値は４０であり、キャパシタ３９の容量は１ｐＦで、２ＧＨｚでのＱ値は１００である。

図７に、実施例１に係る通信モジュール１００の第１受信フィルタ３０と第２受信フィルタ３１の通過特性を示す。また、比較として、第１受信フィルタ３０と第２受信フィルタ３１を単体で個別に測定した通過特性も示す。図８は、第１受信フィルタ３０と第２受信フィルタ３１の通過特性を単体で個別に測定した構成を示すブロック図の例である。図８を参照して、アンテナ端子３３と受信端子３４との間に、第１受信フィルタ３０および第２受信フィルタ３１がそれぞれ単体で接続されている。図７において、太実線は、実施例１に係る通信モジュール１００の第１受信フィルタ３０の通過特性を、細実線は、実施例１に係る通信モジュール１００の第２受信フィルタ３１の通過特性を示す。太破線は、第１受信フィルタ３０を単体で測定した場合の通過特性を、細破線は、第２受信フィルタ３１を単体で測定した場合の通過特性を示す。図７を参照して、実施例１に係る通信モジュール１００は、第１受信フィルタ３０と第２受信フィルタ３１を単体で個別に測定した場合と同程度の良好な特性を有する。また、減衰量に関しては、実施例１に係る通信モジュール１００では、第１受信フィルタ３０と第２受信フィルタ３１を単体で個別に測定した場合に比べて改善している。これは、整合回路３２を介して受信端子３４が接続されているため、減衰量が改善されたものと考えられる。

図９は、図７の受信帯域を拡大した図である。図９を参照して、実施例１に係る通信モジュール１００では、第１受信フィルタ３０と第２受信フィルタ３１を単体で個別に測定した場合に比べて、挿入損失が０．３ｄＢ程度増加している。この増加は、整合回路３２のＱ値に依存していると考えられるため、高Ｑ値の整合回路を用いれば改善可能である。また、整合回路３２を介して共通化された受信端子３４を用いた場合は、図７のように、減衰量の向上が見込めるため、フィルタ設計を予め低減衰、低損失と設計すれば、損失増加を相殺することができる。

このように、実施例１に係る通信モジュール１００では、Ｂａｎｄ１用の第１受信フィルタ３０と、Ｂａｎｄ２用の第２受信フィルタ３１と、第１受信フィルタ３０と第２受信フィルタ３１に共通に接続され、Ｂａｎｄ１およびＢａｎｄ２のいずれか一方を通過させる場合に、他方を抑圧域とする整合回路３２と、を有する。そして、第１受信フィルタ３０と第２受信フィルタ３１の受信端子は、整合回路３２を介して共通化されている。これにより、共通化された受信端子３４に接続される受信フィルタを、整合回路３２により周波数帯によって切り換えることができ、受信端子数を削減することが可能となる。よって、配線の引回しの複雑さを軽減することができる。また、図７で説明したように、減衰量の向上という特性改善の効果も得られる。

なお、上述した特許文献１（特開２０００−３４９５８６号公報）の図１４には、２つの分波器を搭載したモジュールにおいて受信端子を共通化した構成が開示されているが、００７１段落に２つの受信帯域がオーバーラップしたときの構成であると記載されていることから、複数の周波数帯をカバーするものではないことが分かる。また、図２１−２２に、受信端子を共通化したときの受信フィルタの接続図が記載されているが、２つの受信フィルタが並列接続されているだけであることがわかる。したがって、特許文献１（特開２０００−３４９５８６号公報）は、複数の周波数帯をカバーする受信フィルタを備えたモジュールの構成でないことが分かる。

図１０は、実施例１に係る通信モジュール１００を用いた無線受信部の構成を示すブロック図の例である。図１０を参照して、無線受信部は、実施例１に係る通信モジュール１００と、アンテナ４１と、アンテナ４１と接続するアンテナスイッチ４２と、ローノイズアンプ４３と、を有する。通信モジュール１００に備わる第１受信フィルタ３０と第２受信フィルタ３１はそれぞれアンテナ端子３３を介してアンテナスイッチ４２に接続している。これにより、アンテナスイッチ４２にて、第１受信フィルタ３０と第２受信フィルタ３１のうちアンテナ４１と電気的に接続する受信フィルタを選択することができる。整合回路３２を介して共通化された受信端子３４には、Ｂａｎｄ１とＢａｎｄ２の受信帯域をカバーするローノイズアンプ４３が接続されている。

Ｂａｎｄ１の受信帯域（２１１０−２１７０ＭＨｚ）とＢａｎｄ２の受信帯域（１９３０−１９９０ＭＨｚ）は近接しているため、これら両方の帯域をカバーするローノイズアンプを実現することは可能である。したがって、整合回路３２を介して共通化された受信端子３４に接続するローノイズアンプ４３を１つにすることができ、受信端子３４とローノイズアンプ４３との間の配線を１本にすることができる。これによって、配線の引回しの複雑さをより軽減することができる。

図１１は、実施例１の変形例１に係る通信モジュールを用いた無線受信部の構成を示すブロック図の例である。図１１を参照して、実施例１の変形例１に係る通信モジュール１１０は、Ｂａｎｄ５（受信帯域：８６９−８９４ＭＨｚ）用の受信フィルタである第３受信フィルタ５０と、Ｂａｎｄ８（受信帯域：９２５−９６０ＭＨｚ）用の受信フィルタである第４受信フィルタ５１と、を有する。ローノイズアンプ４３は、Ｂａｎｄ５とＢａｎｄ８の受信帯域をカバーする。その他の構成は、図１０と同じであるため、ここでは説明を省略する。

図１１においても、Ｂａｎｄ５の受信帯域とＢａｎｄ８の受信帯域は近接しているため、これら両方の帯域をカバーするローノイズアンプを実現することは可能である。したがって、整合回路３２を介して共通化された受信端子３４に接続するローノイズアンプ４３を１つにすることができ、受信端子３４とローノイズアンプ４３との間の配線を１本にすることができる。よって、配線の引回しの複雑さをより軽減することができる。

図１２は、実施例１の変形例２に係る通信モジュールを用いた無線受信部の構成を示すブロック図の例である。図１２を参照して、実施例１の変形例２に係る通信モジュール１２０は、Ｂａｎｄ１用の第１受信フィルタ３０と、Ｂａｎｄ２用の第２受信フィルタ３１と、Ｂａｎｄ５用の第３受信フィルタ５０と、Ｂａｎｄ８用の第４受信フィルタ５１と、を有する。第１受信フィルタ３０と第２受信フィルタ３１に共通に整合回路３２が接続され、それぞれの受信フィルタの受信端子３４は、整合回路３２を介して共通化されている。この受信端子３４には、Ｂａｎｄ１とＢａｎｄ２の受信帯域をカバーするローノイズアンプ４３が接続されている。同様に、第３受信フィルタ５０と第４受信フィルタ５１に共通に整合回路３２が接続され、それぞれの受信フィルタの受信端子３４は、整合回路３２を介して共通化されている。この受信端子３４には、Ｂａｎｄ５とＢａｎｄ８の受信帯域をカバーするローノイズアンプ４３が接続されている。

図１２においても、整合回路３２を介して共通化された受信端子３４に対して１つのローノイズアンプ４３が接続されているため、受信端子３４とローノイズアンプ４３との間の配線の引回しの複雑さをより軽減することができる。

実施例１で説明した通信モジュールによれば、受信フィルタが２つ、または４つ設けられ、受動回路が２つの受信フィルタに共通に接続されている場合を例に説明したが、この場合に限られる訳ではない。アンテナ端子と受信端子との間に、受信帯域がそれぞれ異なる複数の受信フィルタが接続され、そのうちの少なくとも２つの受信フィルタに共通に受動回路が接続されていて、それら少なくとも２つの受信フィルタそれぞれの受信端子が、受動回路を介して共通化されている場合であればよい。そして、受動回路は、少なくとも２つの受信フィルタのうちの一つの受信フィルタの受信帯域を通過させる場合には、少なくとも２つの受信フィルタのうちの他の受信フィルタの受信帯域を抑圧域とする機能を有していればよい。これによれば、共通化された受信端子に接続される受信フィルタを、受動回路により周波数帯によって切り換えることができ、受信端子数を削減することが可能となる。これにより、配線の引回しの複雑さを軽減することができる。

また、図１０から図１２で説明したように、受動回路は複数の受信フィルタのうち近接した受信帯域を有する受信フィルタに共通に接続されていて、近接した受信帯域を有する受信フィルタそれぞれの受信端子が整合回路を介して共通化されている場合が好ましい。この場合、共通化された受信端子に接続されるローノイズアンプの数を削減できるため、配線の引回しの複雑さをより軽減できる。また、ローノイズアンプの周波数帯を制限できるため、インピーダンス整合が取り易くなり、ローノイズアンプの性能が高められ、受信性能を向上させることができる。

実施例１で説明した通信モジュールにおいて、第１受信フィルタ３０と第２受信フィルタ３１が、２つの受信端子を有する差動型フィルタである場合でもよい。図１３は、差動型フィルタの受信フィルタを備えた実施例１に係る通信モジュールを用いた無線受信部の構成を示すブロック図の例である。図１３を参照して、第１受信フィルタ３０の受信端子の一方と第２受信フィルタ３１の受信端子の一方とが、整合回路３２を介して共通化されている。また、第１受信フィルタ３０の受信端子の他方と第２受信フィルタ３１の受信端子の他方とが、整合回路３２を介して共通化されている。複数の受信フィルタが、２つの受信端子を有する差動型フィルタである場合、もともとの受信端子数が、差動型でない場合に比べて２倍であることから、受信端子を共通化することによる受信端子数削減の効果が大きくなる。

図５などでは、受動回路である整合回路３２は、各受信フィルタそれぞれに対して、並列に接続されたインダクタ３８と、直列に接続されたキャパシタ３９と、が設けられた構成の場合を例に示したが、これに限られるわけではない。図１４に整合回路の変形例１の回路構成の例を、図１５に整合回路の変形例２の回路構成の例を示す。図１４を参照して、共通化された受信端子３４側のインダクタ３８を、１つに結合する構成としてもよい。この場合、整合回路３２内の素子が減少することにより、挿入損失を低減できる効果が得られる。また、図１５を参照して、各受信フィルタのインピーダンスを調整することで、１つの並列インダクタ３８のみで構成してもよい。このように、受動回路は、少なくとも並列に接続されたインダクタ３８を有する場合が好ましい。これにより、抵抗成分の大きなインダクタを並列素子として用いるため、整合回路付加による損失増加を抑制することができる。

実施例１で説明した通信モジュールでは、受信端子３４のインピーダンスを１００Ωとして説明してきたが、ローノイズアンプ４３の入力インピーダンスは１００Ωであるとは限られない。したがって、個々のローノイズアンプ４３に直接接合できるように、整合回路３２にインピーダンス変換機能を持たせる場合が好ましい。これにより、通信モジュールとローノイズアンプとの間に外部整合回路を用いなくて済む。

実施例２では、Ｂａｎｄ１（送信帯域：１９２０−１９８０ＭＨｚ、受信帯域２１１０−２１７０ＭＨｚ）用の分波器と、Ｂａｎｄ２（送信帯域：１８５０−１９１０ＭＨｚ、受信帯域：１９３０−１９９０ＭＨｚ）用の分波器と、を有する通信モジュールの例を説明する。図１６は、実施例２に係る通信モジュールの回路構成の例である。図１６を参照して、実施例２に係る通信モジュール２００は、Ｂａｎｄ１用の第１分波器６０と、Ｂａｎｄ２用の第２分波器６１と、整合回路３２と、を有する。第１分波器６０は、第１受信フィルタ６３と第１送信フィルタ６４とで構成され、第２分波器６１は、第２受信フィルタ６５と第２送信フィルタ６６とで構成される。整合回路３２は、第１受信フィルタ６３と第２受信フィルタ６５に共通に接続されている。

Ｂａｎｄ１用のアンテナ端子とＢａｎｄ２用のアンテナ端子は別々に設けられており、第１分波器６０はＢａｎｄ１用のアンテナ端子３３に接続され、第２分波器６１はＢａｎｄ２用のアンテナ端子３３に接続されている。Ｂａｎｄ１用の送信端子とＢａｎｄ２用の送信端子も別々に設けられており、第１送信フィルタ６４はＢａｎｄ１用の送信端子６２に接続され、第２送信フィルタ６６はＢａｎｄ２用の送信端子６２に接続されている。第１受信フィルタ６３と第２受信フィルタ６５の受信端子は、整合回路３２を介して共通化されて、１つの受信端子３４を構成している。

図１７は、第１送信フィルタ６４と第２送信フィルタ６６を示す上面図の例である。図１７を参照して、第１送信フィルタ６４と第２送信フィルタ６６は、例えばＬＴやＬＮなどの圧電基板上に、直列に接続された直列共振器Ｓ１からＳ３と、直列共振器に対して並列に接続された並列共振器Ｐ１、Ｐ２とが設けられた、ラダー型の弾性表面波フィルタである。第１受信フィルタ６３と第２受信フィルタ６５は、ダブルモード結合型の弾性表面波フィルタを用いて構成されており、図６で説明しているので、ここでは説明を省略する。

図１６に戻り、アンテナ端子３３は例えば５０Ωに、送信端子６２は例えば５０Ωに、受信端子３４は例えば１００Ωに設計されている。整合回路３２については、実施例１で説明した整合回路３２と同じ構成をしており、図５で説明しているため、ここでは説明を省略する。

図１８に、実施例２に係る通信モジュール２００の第１分波器６０と第２分波器６１の通過特性を示す。図１８において、太実線は、第１分波器６０の第１受信フィルタ６３の通過特性を、太破線は、第１分波器６０の第１送信フィルタ６４の通過特性を示している。細実線は、第２分波器６１の第２受信フィルタ６５の通過特性を、細破線は、第２分波器６１の第２送信フィルタ６６の通過特性を示している。図１８を参照して、第１分波器６０と第２分波器６１共に、受信帯域および送信帯域において良好な特性を示している。

図１９は、アンテナ端子−受信端子間の通過特性について、実施例２に係る通信モジュール２００と、第１分波器６０と第２分波器６１を単体で個別に測定した場合と、で比較した図である。図１９において、太実線は、実施例２に係る通信モジュール２００の第１分波器６０が有する第１受信フィルタ６３の通過特性を、細実線は、第２分波器６１が有する第２受信フィルタ６５の通過特性を示す。太破線は、第１分波器６０を単体で測定した場合における第１受信フィルタ６３の通過特性を、細破線は、第２分波器６１を単体で測定した場合における第２受信フィルタ６５の通過特性を示す。図１９を参照して、実施例２に係る通信モジュール２００は、第１分波器６０と第２分波器６１を単体で個別に測定した場合と同程度の良好な特性を示している。また、減衰量に関しては、実施例２に係る通信モジュール２００は、第１分波器６０および第２分波器６１を単体で測定した場合に比べて改善している。

図２０は、図１９の受信帯域を拡大した図である。図２０を参照して、実施例２に係る通信モジュール２００では、第１分波器６０および第２分波器６１を単体で測定した場合に比べて、挿入損失が０．３ｄＢ程度増加している。この増加は、整合回路３２のＱ値に依存していると考えられるため、高Ｑ値の整合回路を用いれば改善可能である。また、整合回路３２を介して共通化された受信端子３４を用いた場合は、図１９のように、減衰量の向上が見込めるため、フィルタ設計を予め低減衰、低損失と設計すれば、損失増加を相殺することができる。

このように、実施例２に係る通信モジュール２００では、Ｂａｎｄ１用の第１分波器６０と、Ｂａｎｄ２用の第２分波器６１と、第１分波器６０を構成する第１受信フィルタ６３と第２分波器６１を構成する第２受信フィルタ６５に共通に接続され、Ｂａｎｄ１およびＢａｎｄ２のいずれか一方を通過させる場合に、他方を抑圧域とする整合回路３２と、を有する。そして、第１受信フィルタ６３と第２受信フィルタ６５の受信端子は、整合回路３２を介して共通化されている。これにより、共通化された受信端子３４に接続された受信フィルタを、整合回路３２により周波数帯によって切り換えることができ、受信端子数を削減することができる。よって、配線の引回しの複雑さを軽減することができる。また、図１９で説明したように、減衰量の向上という特性改善の効果も得られる。

図２１は、実施例２に係る通信モジュール２００を用いた無線部の構成を示すブロック図の例である。図２１を参照して、無線部は、実施例２に係る通信モジュール２００と、アンテナ４１と、アンテナ４１と接続するアンテナスイッチ４２と、ローノイズアンプ４３と、パワーアンプ７１と、を有する。通信モジュール２００に備わる第１分波器６０と第２分波器６１はそれぞれアンテナ端子３３を介してアンテナスイッチ４２に接続している。これにより、アンテナスイッチ４２にて、第１分波器６０と第２分波器６１のうちアンテナ４１と電気的に接続する分波器を選択することができる。整合回路３２を介して共通化された受信端子３４には、Ｂａｎｄ１とＢａｎｄ２の受信帯域をカバーするローノイズアンプ４３が接続されている。第１送信フィルタ６４の送信端子６２には、Ｂａｎｄ１用のパワーアンプ７１が接続され、第２送信フィルタ６６の送信端子６２には、Ｂａｎｄ２用のパワーアンプ７１が接続されている。

実施例１で説明したように、Ｂａｎｄ１とＢａｎｄ２の受信帯域をカバーするローノイズアンプを実現することは可能である。よって、整合回路３２を介して共通化された受信端子３４に接続するローノイズアンプ４３を１つにすることができ、配線の引回しの複雑さをより軽減することができる。

図２２は、実施例２の変形例１に係る通信モジュールを用いた無線部の構成を示すブロック図の例である。図２２を参照して、実施例２の変形例１に係る通信モジュール２１０は、Ｂａｎｄ１用の第１分波器６０とＢａｎｄ２用の第２分波器６１に加えて、Ｂａｎｄ５（送信帯域：８２４−８４９ＭＨｚ、受信帯域：８６９−８９４ＭＨｚ）用の第３分波器８０とＢａｎｄ８（送信帯域：８８０−９１５ＭＨｚ、受信帯域：９２５−９６０ＭＨｚ）用の第４分波器８１を有する。

第１分波器６０を構成する第１送信フィルタ６４の送信端子６２には、Ｂａｎｄ１用のパワーアンプ７１が接続され、第２分波器６１を構成する第２送信フィルタ６６の送信端子６２には、Ｂａｎｄ２用のパワーアンプ７１が接続されている。第３分波器８０を構成する第３送信フィルタ８３の送信端子６２には、Ｂａｎｄ５用のパワーアンプ７１が接続され、第４分波器８１を構成する第４送信フィルタ８５の送信端子６２には、Ｂａｎｄ８用のパワーアンプ７１が接続されている。

第１分波器６０を構成する第１受信フィルタ６３と第２分波器６１を構成する第２受信フィルタ６５に共通に整合回路３２が接続され、それぞれの受信フィルタの受信端子３４は、整合回路３２を介して共通化されている。この受信端子３４には、Ｂａｎｄ１とＢａｎｄ２の受信帯域をカバーするローノイズアンプ４３が接続されている。同様に、第３分波器８０を構成する第３受信フィルタ８２と第４分波器８１を構成する第４受信フィルタ８４に共通に整合回路３２が接続され、それぞれの受信フィルタの受信端子３４は、整合回路３２を介して共通化されている。この受信端子３４には、Ｂａｎｄ５とＢａｎｄ８の受信帯域をカバーするローノイズアンプ４３が接続されている。

図２２においても、整合回路３２を介して共通化された受信端子３４に対して１つのローノイズアンプ４３が接続するため、受信端子３４とローノイズアンプ４３との間の配線の引回しの複雑さをより軽減することができる。

実施例２では、アンテナ端子と受信端子および送信端子との間に設けられた分波器が２つ、または４つである場合を例に説明したが、これに限られる訳ではなく、複数の分波器が設けられている場合でもよい。つまり、アンテナ端子と受信端子との間に受信帯域がそれぞれ異なる複数の受信フィルタが設けられ、アンテナ端子と送信端子との間に送信帯域がそれぞれ異なる複数の送信フィルタが設けられ、それら複数の受信フィルタと複数の送信フィルタとにより複数の分波器が構成されている場合でもよい。この場合でも、複数の分波器に含まれる複数の受信フィルタのうち少なくとも２つの受信フィルタに共通に受動回路が接続され、それら少なくとも２つの受信フィルタの受信端子が受動回路を介して共通化されていることで、受信端子数を削減することができる。

実施例１および実施例２では、図１２や図２２などのように、通信モジュールにアンテナスイッチが搭載されていない場合を例に示したが、これに限られず、アンテナスイッチが搭載されている場合でもよい。図２３は、アンテナスイッチが搭載された実施例２の変形例１に係る通信モジュールを用いた無線部の構成を示すブロック図の例である。図２３のように、通信モジュール２１０にアンテナスイッチ４２が搭載されている。その他の構成は、図２２と同じであるため、ここでは説明を省略する。このように通信モジュール２１０にアンテナスイッチ４２が搭載される場合は、通信モジュール２００に備わるアンテナ端子３３を１つにすることができ、配線の引回しがより簡単化される。

また、実施例２では、図２２などのように、通信モジュールにはパワーアンプ７１が搭載されていない場合を例に示したが、これに限られず、パワーアンプ７１が搭載されている場合でもよい。図２４は、パワーアンプが搭載された実施例２の変形例１に係る通信モジュールを用いた無線部の構成を示すブロック図の例である。図２４のように、通信モジュール２１０にパワーアンプ７１が搭載されている。その他の構成は、図２３と同じであるため、ここでは説明を省略する。このように通信モジュール２１０にパワーアンプ７１が搭載される場合は、送信端子６２は直接ＲＦトランシーバＩＣに接続されることになるため、配線の引回しがより簡単化される。

図２４では、通信モジュール２１０に搭載されるパワーアンプ７１は、第１分波器６０から第４分波器８１それぞれに対して１つ設けられる場合を例に示しているが、これに限られる訳ではない。図２５は、マルチバンドパワーアンプを搭載した実施例２の変形例１に係る通信モジュールを用いた無線部の構成を示すブロック図の例である。図２５を参照して、Ｂａｎｄ１用のパワーアンプとＢａｎｄ２用のパワーアンプを１つのパワーアンプ７１にまとめ、Ｂａｎｄ５用のパワーアンプとＢａｎｄ８用のパワーアンプを１つのパワーアンプ７１にまとめている。その他の構成は、図２４と同じであるため、ここでは説明を省略する。このように、通信モジュール２１０に搭載される複数の分波器のうち少なくとも２つの分波器に接続されるパワーアンプを１つにまとめた構成とすることで、送信端子の数を削減でき、配線の引回しがより簡単化される。

実施例２においても、実施例１の図１３で説明したように、複数の分波器を構成する複数の受信フィルタが、２つの受信端子を有する差動型フィルタである場合であってもよい。

実施例１において受信フィルタは弾性表面波フィルタであり、実施例２において送信フィルタおよび受信フィルタは弾性表面波フィルタである場合を例に示したが、弾性表面波フィルタの他に、ＦＢＡＲ（圧電薄膜共振子）フィルタや、ラブ波フィルタ、弾性境界波フィルタなどの弾性波フィルタを用いることができる。また、弾性波フィルタ以外のフィルタを用いて受信フィルタおよび送信フィルタを構成してもよいが、安価、小型で良好な特性を有する通信モジュールを得る観点から、受信フィルタおよび送信フィルタは、弾性波フィルタであることが好ましい。

実施例１および実施例２では、Ｂａｎｄ１、Ｂａｎｄ２、Ｂａｎｄ５、およびＢａｎｄ８の周波数帯をカバーする場合を例に説明したが、この場合に限られず、その他の周波数帯をカバーする場合でもよい。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０通信モジュール
１１アンテナ端子
１２受信端子
１３第１受信フィルタ
１４第２受信フィルタ
１５整合回路
２０通信モジュール
２１第１分波器
２２第２分波器
２３第１送信フィルタ
２４第２送信フィルタ
２５送信端子
３０第１受信フィルタ
３１第２受信フィルタ
３２整合回路
３３アンテナ端子
３４受信端子
３５櫛型電極
３６反射器
３８インダクタ
３９キャパシタ
４１アンテナ
４２アンテナスイッチ
４３ローノイズアンプ
５０第３受信フィルタ
５１第４受信フィルタ
６０第１分波器
６１第２分波器
６２送信端子
６３第１受信フィルタ
６４第１送信フィルタ
６５第２受信フィルタ
６６第２送信フィルタ
７１パワーアンプ
８０第３分波器
８１第４分波器
８２第３受信フィルタ
８３第３送信フィルタ
８４第４受信フィルタ
８５第４送信フィルタ
１００、１１０、１２０、２００、２１０通信モジュール
３０２メインアンテナ
３０４受信ダイバーシティアンテナ
３０６メインアンテナ用スイッチ
３０８受信ダイバーシティ用スイッチ
３１０通信モジュール
３１２分波器
３１４アンテナ端子
３１６送信フィルタ
３１８受信フィルタ
３２０パワーアンプ
３２２送信端子
３２４メイン受信端子
３３０通信モジュール
３３２受信フィルタ
３３４アンテナ端子
３３６受信ダイバーシティ端子
３４２ローノイズアンプ

Claims

アンテナ端子と受信端子との間に接続され、受信帯域がそれぞれ異なる複数の受信フィルタと、
前記複数の受信フィルタのうち少なくとも２つの受信フィルタに共通に接続され、前記少なくとも２つの受信フィルタのうちの一つの受信フィルタの受信帯域を通過させる場合には、前記少なくとも２つの受信フィルタのうちの他の受信フィルタの受信帯域を抑圧域とする受動回路と、を備え、
前記少なくとも２つの受信フィルタは、いずれもダブルモード結合型の弾性表面波フィルタであり、
前記少なくとも２つの受信フィルタそれぞれの前記受信端子は、前記受動回路を介して共通化され、
前記受動回路は１つのインダクタのみで構成され、前記１つのインダクタは前記少なくとも２つの受信フィルタと前記受信端子との間のノードとグランドとの間に接続されていることを特徴とする通信モジュール。
前記アンテナ端子と送信端子との間に接続され、送信帯域がそれぞれ異なる複数の送信フィルタを有し、
前記複数の受信フィルタと前記複数の送信フィルタとで複数の分波器を構成することを特徴とする請求項１記載の通信モジュール。
前記受動回路は、前記複数の受信フィルタのうち近接した受信帯域を有する受信フィルタに共通に接続されていて、
前記近接した受信帯域を有する受信フィルタそれぞれの前記受信端子は、前記受動回路を介して共通化されていることを特徴とする請求項１または２記載の通信モジュール。
前記受動回路として、前記複数の受信フィルタのうち近接した受信帯域を有する第１受信フィルタと第２受信フィルタに共通に接続された第１受動回路と、前記複数の受信フィルタのうち近接した受信帯域を有する第３受信フィルタと第４受信フィルタに共通に接続された第２受動回路と、を含み、
前記第１受信フィルタと前記第２受信フィルタそれぞれの前記受信端子は、前記第１受動回路を介して共通化され、前記第３受信フィルタと前記第４受信フィルタそれぞれの前記受信端子は、前記第２受動回路を介して共通化されていることを特徴とする請求項１または２記載の通信モジュール。
前記複数の受信フィルタそれぞれは、２つの受信端子を有する差動型フィルタであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の通信モジュール。
前記複数の送信フィルタそれぞれの前記送信端子は、別々に設けられていることを特徴とする請求項２記載の通信モジュール。